轉(zhuǎn)型背景下機(jī)械制圖教學(xué)改革初探

[摘要]機(jī)械制圖是機(jī)械類學(xué)生非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，是為企業(yè)培養(yǎng)工程技術(shù)人員的重要課程。轉(zhuǎn)型背景下，從培養(yǎng)應(yīng)用型人才目標(biāo)出發(fā)，分析機(jī)械制圖教學(xué)中存在的問(wèn)題，提出與之相適應(yīng)的教學(xué)改革，以提高機(jī)械制圖課的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)出滿足社會(huì)需要的應(yīng)用型人才。[關(guān)鍵詞]轉(zhuǎn)型;機(jī)械制圖;教學(xué)改革如今各高校都在提倡向培養(yǎng)應(yīng)用型人才轉(zhuǎn)型，把學(xué)生培養(yǎng)成滿足社會(huì)需要的人才。機(jī)械制圖是為企業(yè)培養(yǎng)工程技術(shù)人員的一門重要的課程，通過(guò)該課的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力和空間想象力，掌握讀圖和畫圖的基本要領(lǐng)和基本方法，熟練掌握繪圖中國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的使用，并且為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)，與生產(chǎn)實(shí)踐也密切聯(lián)系。為培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的工程技術(shù)人員，機(jī)械制圖課的教學(xué)必須作做出相應(yīng)的改革。一、當(dāng)前機(jī)械制圖教學(xué)不適合應(yīng)用型人才培養(yǎng)的幾個(gè)問(wèn)題當(dāng)前機(jī)械制圖教學(xué)還是采用傳統(tǒng)的教學(xué)方式方法，沒(méi)有從社會(huì)需要的工程技術(shù)人員所具備的能力出發(fā)，所以在教學(xué)上存在如下幾個(gè)方面的問(wèn)題。（一）教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置不能滿足實(shí)際的需要現(xiàn)在機(jī)械制圖課所使用的教材理論性偏強(qiáng)，內(nèi)容的安排不適應(yīng)當(dāng)前生產(chǎn)實(shí)際需要，學(xué)生所學(xué)內(nèi)容與實(shí)際生產(chǎn)需要脫節(jié)。比如：機(jī)械制圖教學(xué)中基本知識(shí)部分包括國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、繪圖的基本技能和技巧及徒手繪圖的方法，其中重點(diǎn)講解國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、繪圖的基本技能和技巧，而徒手繪圖部分講解用時(shí)很少，一帶而過(guò)。徒手繪圖在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用非常廣泛，是工程技術(shù)人員應(yīng)具備的基本能力。教師也不強(qiáng)調(diào)徒手繪圖的重要性，同時(shí)也沒(méi)有相應(yīng)的習(xí)題供學(xué)生練習(xí)。軸測(cè)圖部分也是只要求學(xué)生尺規(guī)繪制，很少要求學(xué)生徒手繪圖。零件圖部分零件測(cè)繪及繪制草圖只安排一次課，學(xué)生畫的草圖根本不能要。學(xué)生繪制草圖的課時(shí)很少，同時(shí)也不重視草圖的繪制。機(jī)械制圖課中還是側(cè)重讓學(xué)生大量地練習(xí)傳統(tǒng)的尺規(guī)繪圖，與實(shí)際需求脫節(jié)，使教學(xué)內(nèi)容不能滿足機(jī)械行業(yè)的實(shí)際需要，培養(yǎng)的學(xué)生不具備機(jī)械行業(yè)所需要的能力。（二）課程安排不合理學(xué)生在大學(xué)一年級(jí)開(kāi)設(shè)機(jī)械制圖課，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是非常陌生而全新的一門課。這些學(xué)生從沒(méi)有去工廠參觀實(shí)習(xí)過(guò)，缺乏工程基礎(chǔ)知識(shí)，所以學(xué)習(xí)機(jī)械制圖課有些困難，學(xué)習(xí)中只能生搬硬套照本宣科，尤其零件圖這部分內(nèi)容，對(duì)工藝基準(zhǔn)、尺寸標(biāo)注的合理性難以理解，使得機(jī)械制圖課程不能同實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來(lái)。（三）學(xué)生學(xué)習(xí)不主動(dòng)機(jī)械制圖課就是通過(guò)學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力和空間思維能力的。而目前機(jī)械制圖課是學(xué)生感到頭疼的一門課，學(xué)生學(xué)習(xí)不積極、不主動(dòng)，上課不認(rèn)真聽(tīng)，作業(yè)錯(cuò)誤很多。所以造成空間想象力差，圖形看不懂，感覺(jué)制圖課很難，慢慢地上課像聽(tīng)天書一樣就對(duì)機(jī)械制圖失去了學(xué)習(xí)的興趣，所以教學(xué)效果不好。二、為培養(yǎng)應(yīng)用型人才，機(jī)械制圖教學(xué)必須做出相應(yīng)的改革機(jī)械制圖是實(shí)踐性非常強(qiáng)的一門課，學(xué)生必須多進(jìn)行實(shí)踐訓(xùn)練才能夠充分掌握。但是現(xiàn)在教學(xué)中存在非常大的不足，教學(xué)中只注重理論學(xué)習(xí)。目前機(jī)械制圖教學(xué)與社會(huì)實(shí)踐需求聯(lián)系不密切，學(xué)生不了解企業(yè)對(duì)工程技術(shù)人才的要求，從而導(dǎo)致機(jī)械制圖教學(xué)與實(shí)際相脫節(jié)，培養(yǎng)的學(xué)生不能滿足社會(huì)的需要，影響學(xué)生就業(yè)。隨著計(jì)算機(jī)及繪圖軟件的發(fā)展，機(jī)械制圖課必須做相應(yīng)的改革。（一）教學(xué)內(nèi)容改革1.機(jī)械制圖與CAD結(jié)合傳統(tǒng)的教學(xué)模式是把機(jī)械制圖和CAD作為兩門獨(dú)立的課程分開(kāi)來(lái)上的，機(jī)械類的學(xué)生大一先學(xué)一年的機(jī)械制圖課，以后再學(xué)CAD課。對(duì)于從高中直接升入大學(xué)的學(xué)生們來(lái)說(shuō)機(jī)械制圖是一門全新的課，學(xué)生的空間想象力和空間思維能力比較差，同時(shí)又沒(méi)有工程背景，所以，學(xué)生感覺(jué)機(jī)械制圖很難，導(dǎo)致學(xué)習(xí)不主動(dòng)，學(xué)習(xí)效果不好。后期開(kāi)設(shè)CAD課時(shí)經(jīng)常用機(jī)械制圖課所學(xué)的基本知識(shí)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容，而學(xué)生們可能把機(jī)械制圖中本來(lái)學(xué)得不太好的一些知識(shí)已經(jīng)忘了，不能很好地把兩部分的知識(shí)結(jié)合在一起正確地繪制工程圖樣。機(jī)械制圖和CAD分開(kāi)上教學(xué)效果明顯不好。改革后，將CAD的二維交互式繪圖穿插到機(jī)械制圖的各章節(jié)中，實(shí)現(xiàn)兩門課同步學(xué)習(xí)。比如講完第一章繪圖基本知識(shí)后接著講CAD的圖層、線型、單位等設(shè)置，繪制直線和圓的命令。把CAD的繪圖命令、編輯、修改命令及尺寸設(shè)置等分別放到機(jī)械制圖各章節(jié)去講。邊學(xué)習(xí)機(jī)械制圖邊上機(jī)用CAD繪制圖形，同時(shí)也增加了學(xué)生對(duì)機(jī)械制圖課的學(xué)習(xí)興趣。機(jī)械制圖講到軸測(cè)圖時(shí)，同時(shí)講解用CAD畫正等軸測(cè)圖的方法，增強(qiáng)學(xué)生的空間想象力和空間思維能力。這兩門課同步進(jìn)行后，可以很好地解決知識(shí)脫節(jié)問(wèn)題，學(xué)生能用CAD正確地繪制出符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的工程圖樣。機(jī)械制圖是學(xué)生頭疼的一門課，而學(xué)生普遍對(duì)計(jì)算機(jī)感興趣，這樣把兩門課糅合在一起上，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械制圖的興趣，同時(shí)也提高了CAD繪圖的正確性和規(guī)范性，會(huì)使教學(xué)效果明顯得到提高。機(jī)械制圖是為企業(yè)培養(yǎng)工程設(shè)計(jì)人員的重要課程，根據(jù)目前企業(yè)的需要，在機(jī)械制圖教學(xué)中需要培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)繪圖能力。熟練地用計(jì)算機(jī)繪圖是機(jī)械工程設(shè)計(jì)人員所具備的基本能力。所以，在機(jī)械制圖教學(xué)過(guò)程中要加強(qiáng)學(xué)生計(jì)算機(jī)繪圖的練習(xí)，熟練掌握繪圖軟件的各種命令和繪圖技巧，提高繪圖能力，能快速、準(zhǔn)確地繪制出工程圖形，為將來(lái)就業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。2.加強(qiáng)徒手繪制草圖的訓(xùn)練隨著計(jì)算機(jī)和繪圖軟件在機(jī)械設(shè)計(jì)中的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的繪圖工具已被計(jì)算機(jī)取代。當(dāng)前企業(yè)要求工程技術(shù)人員必須具備兩種繪圖能力，即計(jì)算機(jī)繪圖和徒手繪制草圖的能力。因?yàn)樵谄髽I(yè)的實(shí)踐生產(chǎn)中，機(jī)械產(chǎn)品的初始設(shè)計(jì)階段和零件產(chǎn)品創(chuàng)新改造過(guò)程中，最快速、方便地表達(dá)設(shè)計(jì)思想的方法是徒手繪制草圖，更為重要的是徒手繪制二維和三維草圖在設(shè)計(jì)過(guò)程中可以起到快速捕捉設(shè)計(jì)思路、啟發(fā)設(shè)計(jì)思維的作用。所以機(jī)械制圖課不僅要培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力和計(jì)算機(jī)繪圖能力，還要培養(yǎng)學(xué)生的徒手繪圖能力，然而目前的機(jī)械制圖課還在大量地訓(xùn)練學(xué)生的尺規(guī)繪圖而忽視草圖的訓(xùn)練，與實(shí)際需要相脫節(jié)。徒手繪制草圖是工程技術(shù)人員必須具備的工程素質(zhì)和技能。在設(shè)計(jì)時(shí)通常是先繪制草圖給出設(shè)計(jì)方案;再對(duì)機(jī)器進(jìn)行改造或仿造原有設(shè)備，或者在車間進(jìn)行測(cè)繪等都是先畫零件草圖;對(duì)急需加工的零件來(lái)不及計(jì)算機(jī)繪圖，徒手繪制出零件的草圖直接用于指導(dǎo)生產(chǎn)。徒手繪制草圖是工程設(shè)計(jì)人員現(xiàn)場(chǎng)交流的重要方式。草圖可隨時(shí)隨地記錄下設(shè)計(jì)思想，草圖是不可替代的繪圖方式。在生產(chǎn)實(shí)踐中對(duì)徒手繪制草圖的能力要求越來(lái)越高。因此，培養(yǎng)學(xué)生徒手繪圖的能力是機(jī)械制圖課程中非常重要的一部分。所以，在整個(gè)機(jī)械制圖教學(xué)環(huán)節(jié)都應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生徒手繪制草圖的訓(xùn)練和培養(yǎng)，所以，為了提高學(xué)生徒手繪制草圖的能力，應(yīng)增加徒手繪制草圖的課時(shí)。徒手繪制草圖包括軸測(cè)草圖和二維平面草圖。學(xué)生要想能熟練地繪制草圖必須掌握繪制草圖的兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：一是必須能正確地目測(cè)物體的尺寸比例;二是必須掌握繪制草圖的基本技能和技巧。從機(jī)械制圖第一章就應(yīng)該講解徒手繪圖的基本知識(shí)，要求學(xué)生掌握繪制基本圖型的繪制方法，比如直線（包括水平直線、垂直線、斜線）、圓、圓角、正方形、長(zhǎng)方形等基本形狀的徒手畫法;練習(xí)徒手繪制基本形體、切割體、相貫體的投影;徒手繪制組合體的三視圖，標(biāo)注尺寸。講到軸測(cè)圖時(shí)，讓學(xué)生練習(xí)徒手繪制正等軸測(cè)圖和斜二測(cè)圖。前面是加強(qiáng)二維和三維圖形的徒手繪制。增加零件測(cè)繪繪制草圖的課時(shí)，比如在對(duì)零件進(jìn)行測(cè)繪時(shí)，教師首先把測(cè)繪步驟講解清楚，帶領(lǐng)學(xué)生先分析被測(cè)零件的表達(dá)方案畫出零件草圖，標(biāo)出尺寸線，然后對(duì)零件進(jìn)行測(cè)量。教師可先演示一遍，然后讓學(xué)生親身操作。通過(guò)一個(gè)實(shí)例讓學(xué)生掌握零件測(cè)繪的方法和步驟。再舉一反三，讓學(xué)生測(cè)繪其他的一些零件，在教學(xué)過(guò)程中讓學(xué)生親身體驗(yàn)到繪制零件草圖和測(cè)繪的過(guò)程。徒手繪制草圖更能鍛煉學(xué)生的空間想象力和空間思維能力，能更好地提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力。因此，機(jī)械制圖教學(xué)中應(yīng)從思想上重視徒手草圖，學(xué)生在整個(gè)機(jī)械制圖教學(xué)過(guò)程中要加強(qiáng)徒手繪制草圖訓(xùn)練，包括目測(cè)零件尺寸、徒手繪圖、測(cè)量并標(biāo)注尺寸。這樣的教學(xué)可以很好地鍛煉學(xué)生徒手繪圖的能力，平時(shí)加強(qiáng)訓(xùn)練，為學(xué)生將來(lái)在工作中能快速地繪制出草圖表達(dá)設(shè)計(jì)思想或解決工程中實(shí)際問(wèn)題打下良好的基礎(chǔ)。（二）教學(xué)方法改革1.教學(xué)手段改革目前機(jī)械制圖課完全采用多媒體教學(xué)，作圖時(shí)雖然是模仿教師做圖的步驟，但是作圖過(guò)程學(xué)生看不到圓規(guī)和三角板，不能正確地掌握作圖是什么時(shí)候用圓規(guī)、什么時(shí)候用三角板。多媒體作圖還是不太形象、直觀，導(dǎo)致學(xué)生做作業(yè)時(shí)總是用三角板又量距離又畫線，作圖不準(zhǔn)確、速度還慢。再就是多媒體作圖很快，學(xué)生來(lái)不及思考，造成學(xué)生聽(tīng)課效果不好。所以，針對(duì)機(jī)械制圖課的特點(diǎn)，不可只依賴課件。有些內(nèi)容用傳統(tǒng)教學(xué)方法比較好。比如講基本體、切割體投影時(shí)，學(xué)生剛接觸立體，三個(gè)投影圖之間的關(guān)系不熟悉，最好用傳統(tǒng)的方法按作圖步驟邊講解邊畫圖，用三角板和圓規(guī)比劃著告訴學(xué)生三個(gè)投影圖之間的長(zhǎng)度關(guān)系、方位關(guān)系。學(xué)生可以直觀地看到教師如何用三角板和圓規(guī)作圖，教師畫圖線的過(guò)程給學(xué)生思考理解的時(shí)間。傳統(tǒng)的教學(xué)方法速度慢、形象直觀，學(xué)生容易理解和掌握。可以通過(guò)一個(gè)例題讓學(xué)生掌握這類題的作圖基本方法和原理后，再用多媒體多講些例題，增加信息量。學(xué)生也能跟上講課速度，學(xué)習(xí)信心增強(qiáng)了，學(xué)習(xí)也就積極主動(dòng)了，教學(xué)效果也就提高了。2.機(jī)械制圖與Solidworks結(jié)合機(jī)械制圖主要培養(yǎng)學(xué)生空間想象力的，為了讓學(xué)生盡快建立空間想象力和空間思維能力，將機(jī)械制圖課的各部分內(nèi)容與Solidworks的軟件結(jié)合起來(lái)教學(xué)。Solidworks軟件是一個(gè)實(shí)體建模設(shè)計(jì)工具，功能強(qiáng)大，集零件造型、裝配體造型和自動(dòng)生成二維工程圖等功能于一體。比如：機(jī)械制圖講到基本體截交線和相貫線時(shí)，可以用Solidworks三維造型做出各種基本體的截交線和相貫線的三維造型圖，將原本抽象、枯燥的教學(xué)內(nèi)容，可以形象、直觀地展示給學(xué)生，增強(qiáng)學(xué)生的空間想象力，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。組合體部分同樣用Solidworks建立各種典型的組合體三維模型圖，讓學(xué)生有空間的概念。零件常用表達(dá)方法部分用Solidworks做出全剖視圖、半剖視圖、局部剖視圖等三維造型模型圖。裝配